由于似乎没有 ADC 的内在函数，而且我不能在 Visual C++ 中使用 x64 架构的内联汇编程序，如果我想使用带进位的 add 编写函数但将其包含在C++ 命名空间？
（不能使用比较运算符进行模拟。这个 256 兆位的添加对性能至关重要。）
【问题讨论】：
标签： c++ visual-c++ 64-bit inline-assembly intrinsics
VS2010 内置支持编译和链接以汇编语言编写并由 MASM (ml64.exe) 翻译的代码。您只需跳过几圈即可启用它：
<New> 并从第一个组合中选择 x64。如果丢失，则必须重新运行设置并添加对 64 位编译器的支持。使用 MASM 语法编写汇编代码，参考 is here。快速入门教程is here.
汇编代码的骨架如下所示：
.CODE
PUBLIC Foo
Foo PROC
ret ; TODO: make useful
Foo ENDP
END
并像这样从 C++ 代码中调用：
extern "C" void Foo();
int main(int argc, char* argv[])
{
Foo();
return 0;
}
提供完整的调试支持，您通常希望至少使用“调试 + Windows + 寄存器”窗口。
【讨论】：
我已经使用unsigned long long 的数组实现了一个 256 位整数，并使用 x64 程序集来实现带进位的加法。这是 C++ 调用者：
#include "stdafx.h"
extern "C" void add256(unsigned long long *a, unsigned long long * b, unsigned long long *c);
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
unsigned long long a[4] = {0x8000000000000001, 2, 3, 4};
unsigned long long b[4] = {0x8000000000000005, 6, 7, 8};
unsigned long long c[4] = {0, 0, 0, 0};
add256(a, b, c); // c[] == {6, 9, 10, 12};
return 0;
}
add256 在汇编中实现：
; void add256(unsigned long long *a, unsigned long long * b, unsigned long long *c)
.CODE
PUBLIC add256
add256 PROC
mov qword ptr [rsp+18h],r8
mov qword ptr [rsp+10h],rdx
mov qword ptr [rsp+8],rcx
push rdi
; c[0] = a[0] + b[0];
mov rax,qword ptr 16[rsp]
mov rax,qword ptr [rax]
mov rcx,qword ptr 24[rsp]
add rax,qword ptr [rcx]
mov rcx,qword ptr 32[rsp]
mov qword ptr [rcx],rax
; c[1] = a[1] + b[1] + CARRY;
mov rax,qword ptr 16[rsp]
mov rax,qword ptr [rax+8]
mov rcx,qword ptr 24[rsp]
adc rax,qword ptr [rcx+8]
mov rcx,qword ptr 32[rsp]
mov qword ptr [rcx+8],rax
; c[2] = a[2] + b[2] + CARRY;
mov rax,qword ptr 16[rsp]
mov rax,qword ptr [rax+10h]
mov rcx,qword ptr 24[rsp]
adc rax,qword ptr [rcx+10h]
mov rcx,qword ptr 32[rsp]
mov qword ptr [rcx+10h],rax
; c[3] = a[3] + b[3] + CARRY;
mov rax,qword ptr 16[rsp]
mov rax,qword ptr [rax+18h]
mov rcx,qword ptr 24[rsp]
adc rax,qword ptr [rcx+18h]
mov rcx,qword ptr 32[rsp]
mov qword ptr [rcx+18h],rax
; }
pop rdi
ret
add256 endp
end
我知道您表示您不想要一个带进位的模拟加法解决方案，并且想要一个高性能的解决方案，但是，您仍然可以考虑以下仅 C++ 的解决方案，它具有模拟 256 位数字的好方法：
#include "stdafx.h"
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
unsigned long long a[4] = {0x8000000000000001, 2, 3, 4};
unsigned long long b[4] = {0x8000000000000005, 6, 7, 8};
unsigned long long c[4] = {0, 0, 0, 0};
c[0] = a[0] + b[0]; // 6
c[1] = a[1] + b[1] + (c[0] < a[0]); // 9
c[2] = a[2] + b[2] + (c[1] < a[1]); // 10
c[3] = a[3] + b[3] + (c[2] < a[2]); // 12
return 0;
}
There is now an instrinsic 用于 MSVC 中的 ADC：_addcarry_u64。以下代码
#include <inttypes.h>
#include <intrin.h>
#include <stdio.h>
typedef struct {
uint64_t x1;
uint64_t x2;
uint64_t x3;
uint64_t x4;
} uint256;
void add256(uint256 *x, uint256 *y) {
unsigned char c = 0;
c = _addcarry_u64(c, x->x1, y->x1, &x->x1);
c = _addcarry_u64(c, x->x2, y->x2, &x->x2);
c = _addcarry_u64(c, x->x3, y->x3, &x->x3);
_addcarry_u64(c, x->x4, y->x4, &x->x4);
}
int main() {
//uint64_t x1, x2, x3, x4;
//uint64_t y1, y2, y3, y4;
uint256 x, y;
x.x1 = x.x2 = x.x3 = -1; x.x4 = 0;
y.x1 = 2; y.x2 = y.x3 = y.x4 = 0;
printf(" %016" PRIx64 "%016" PRIx64 "%016" PRIx64 "%016" PRIx64 "\n", x.x4, x.x3, x.x2, x.x1);
printf("+");
printf("%016" PRIx64 "%016" PRIx64 "%016" PRIx64 "%016" PRIx64 "\n", y.x4, y.x3, y.x2, y.x1);
add256(&x, &y);
printf("=");
printf("%016" PRIx64 "%016" PRIx64 "%016" PRIx64 "%016" PRIx64 "\n", x.x4, x.x3, x.x2, x.x1);
}
从 Visual Studio Express 2013 生成以下程序集输出
mov rdx, QWORD PTR x$[rsp]
mov r8, QWORD PTR x$[rsp+8]
mov r9, QWORD PTR x$[rsp+16]
mov rax, QWORD PTR x$[rsp+24]
add rdx, QWORD PTR y$[rsp]
adc r8, QWORD PTR y$[rsp+8]
adc r9, QWORD PTR y$[rsp+16]
adc rax, QWORD PTR y$[rsp+24]
其中有一个add 和三个adc 符合预期。
编辑：
_addcarry_u64 的作用似乎有些混乱。如果您查看我在此答案开头链接到的 Microsoft 文档，则表明它不需要任何特殊硬件。这会产生adc，它可以在所有x86-64 处理器上运行（_addcarry_u32 甚至可以在更旧的处理器上运行）。它在我测试过的 Ivy Bridge 系统上运行良好。
但是，_addcarryx_u64 确实需要adx（如 MSFT 的文档中所示），而且它确实无法在我的 Ivy Bridge 系统上运行。
【讨论】：
adc 而不是adcx？我更新了答案，以便您甚至可以在自己的系统上对其进行测试（我假设您可以在 Broadwell 之前找到一个）并查看生成的程序集。现在我编辑了我的问题，你可以投票给我。这是你能做的最起码的事情。